2021/03/30 更新

写真a

アマノ ムツキ
天野 睦紀
AMANO, Mutsuki
所属
大学院医学系研究科 附属神経疾患・腫瘍分子医学研究センター 神経疾患病態統御部門 准教授
大学院担当
大学院医学系研究科
学部担当
医学部
職名
准教授
連絡先
メールアドレス

学位 2

  1. 博士(バイオサイエンス)

  2. 修士(理学)

研究キーワード 3

  1. キナーゼ

  2. リン酸化

  3. 細胞骨格

研究分野 2

  1. その他 / その他  / 細胞生物学

  2. その他 / その他  / 生化学

現在の研究課題とSDGs 2

  1. 低分子量G蛋白質Rhoおよびその標的蛋白質による細胞骨格系の制御機構

  2. タンパク質リン酸化酵素とリン酸化シグナルネットワークの解析

学歴 3

  1. 奈良先端科学技術大学院大学   バイオサイエンス研究科   細胞生物学

    - 1998年3月

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    国名: 日本国

  2. 神戸大学   理学研究科   生物学

    1990年4月 - 1992年3月

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    国名: 日本国

  3. 神戸大学   理学部   生物学科

    - 1990年

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    国名: 日本国

所属学協会 6

  1. 日本細胞生物学会

  2. 日本癌学会

  3. 日本生化学会

  4. 日本薬理学会

  5. 日本分子生物学会

  6. 日本神経科学学会

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論文 71

  1. Dynamic subcellular localization and transcription activity of the SRF cofactor MKL2 in the striatum are regulated by MAPK

    Ariza Anthony, Funahashi Yasuhiro, Kozawa Sachi, Faruk Md Omar, Nagai Taku, Amano Mutsuki, Kaibuchi Kozo

    JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY     2021年2月

  2. ARHGAP10, which encodes Rho GTPase-activating protein 10, is a novel gene for schizophrenia risk

    Sekiguchi Mariko, Sobue Akira, Kushima Itaru, Wang Chenyao, Arioka Yuko, Kato Hidekazu, Kodama Akiko, Kubo Hisako, Ito Norimichi, Sawahata Masahito, Hada Kazuhiro, Ikeda Ryosuke, Shinno Mio, Mizukoshi Chikara, Tsujimura Keita, Yoshimi Akira, Ishizuka Kanako, Takasaki Yuto, Kimura Hiroki, Xing Jingrui, Yu Yanjie, Yamamoto Maeri, Okada Takashi, Shishido Emiko, Inada Toshiya, Nakatochi Masahiro, Takano Tetsuya, Kuroda Keisuke, Amano Mutsuki, Aleksic Branko, Yamomoto Takashi, Sakuma Tetsushi, Aida Tomomi, Tanaka Kohichi, Hashimoto Ryota, Arai Makoto, Ikeda Masashi, Iwata Nakao, Shimamura Teppei, Nagai Taku, Nabeshima Toshitaka, Kaibuchi Kozo, Yamada Kiyofumi, Mori Daisuke, Ozaki Norio

    TRANSLATIONAL PSYCHIATRY   10 巻 ( 1 ) 頁: 247   2020年7月

  3. Dopamine Receptor Dop1R2 Stabilizes Appetitive Olfactory Memory through the Raf/MAPK Pathway in Drosophila

    Sun Huan, Nishioka Tomoki, Hiramatsu Shun, Kondo Shu, Amano Mutsuki, Kaibuchi Kozo, Ichinose Toshiharu, Tanimoto Hiromu

    JOURNAL OF NEUROSCIENCE   40 巻 ( 14 ) 頁: 2935 - 2942   2020年4月

  4. Protein kinases phosphorylate long disordered regions in intrinsically disordered proteins

    Koike Ryotaro, Amano Mutsuki, Kaibuchi Kozo, Ota Motonori

    PROTEIN SCIENCE   29 巻 ( 2 ) 頁: 564 - 571   2020年2月

  5. Phosphorylation of Npas4 by MAPK Regulates Reward-Related Gene Expression and Behaviors

    Funahashi Yasuhiro, Ariza Anthony, Emi Ryosuke, Xu Yifan, Shan Wei, Suzuki Ko, Kozawa Sachi, Ahammad Rijwan Uddin, Wu Mengya, Takano Tetsuya, Yura Yoshimitsu, Kuroda Keisuke, Nagai Taku, Amano Mutsuki, Yamada Kiyofumi, Kaibuchi Kozo

    CELL REPORTS   29 巻 ( 10 ) 頁: 3235 - +   2019年12月

  6. Protein Kinase N Promotes Stress-Induced Cardiac Dysfunction Through Phosphorylation of Myocardin-Related Transcription Factor A and Disruption of Its Interaction With Actin

    Sakaguchi Teruhiro, Takefuji Mikito, Wettschureck Nina, Hamaguchi Tomonari, Amano Mutsuki, Kato Katsuhiro, Tsuda Takuma, Eguchi Shunsuke, Ishihama Sohta, Mori Yu, Yura Yoshimitsu, Yoshida Tatsuya, Unno Kazumasa, Okumura Takahiro, Ishii Hideki, Shimizu Yuuki, Bando Yasuko K., Ohashi Koji, Ouchi Noriyuki, Enomoto Atsushi, Offermanns Stefan, Kaibuchi Kozo, Murohara Toyoaki

    CIRCULATION   140 巻 ( 21 ) 頁: 1737 - 1752   2019年11月

  7. Pathological Progression Induced by the Frontotemporal Dementia-Associated R406W Tau Mutation in Patient-Derived iPSCs

    Nakamura Mari, Shiozawa Seiji, Tsuboi Daisuke, Amano Mutsuki, Watanabe Hirotaka, Maeda Sumihiro, Kimura Taeko, Yoshimatsu Sho, Kisa Fumihiko, Karch Celeste M., Miyasaka Tomohiro, Takashima Akihiko, Sahara Naruhiko, Hisanaga Shin-ichi, Ikeuchi Takeshi, Kaibuchi Kozo, Okano Hideyuki

    STEM CELL REPORTS   13 巻 ( 4 ) 頁: 684 - 699   2019年10月

  8. Discovery of a key missing signaling between RHOA/RHO-kinase and ras underlying spine enlargement and LTP

    Wu M., Funahashi Y., Takano T., Tsuboi D., Ahammad R., Amano M., Kaibuchi K.

    JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY   150 巻   頁: 121 - 121   2019年7月

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  9. Comprehensive analysis of kinase-oriented phospho-signalling pathways

    Amano Mutsuki, Nishioka Tomoki, Tsuboi Daisuke, Kuroda Keisuke, Funahashi Yasuhiro, Yamahashi Yukie, Kaibuchi Kozo

    JOURNAL OF BIOCHEMISTRY   165 巻 ( 4 ) 頁: 301 - 307   2019年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/jb/mvy115

    Web of Science

    PubMed

  10. In Vivo Identification of Protein Kinase Substrates by Kinase-Oriented Substrate Screening (KIOSS).

    Nishioka T, Amano M, Funahashi Y, Tsuboi D, Yamahashi Y, Kaibuchi K

    Current protocols in chemical biology   11 巻 ( 1 ) 頁: e60   2019年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/cpch.60

    PubMed

  11. Balance between dopamine and adenosine signals regulates the PKA/Rap1 pathway in striatal medium spiny neurons

    Zhang Xinjian, Nagai Taku, Ahammad Rijwan Uddin, Kuroda Keisuke, Nakamuta Shinichi, Nakano Takashi, Yukinawa Naoto, Funahashi Yasuhiro, Yamahashi Yukie, Amano Mutsuki, Yoshimoto Junichiro, Yamada Kiyofumi, Kaibuchi Kozo

    NEUROCHEMISTRY INTERNATIONAL   122 巻   頁: 8 - 18   2019年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neuint.2018.10.008

    Web of Science

    PubMed

  12. Targeting Tyro3 ameliorates a model of PGRN-mutant FTLD-TDP via tau-mediated synaptic pathology

    Fujita Kyota, Chen Xigui, Homma Hidenori, Tagawa Kazuhiko, Amano Mutsuki, Saito Ayumu, Imoto Seiya, Akatsu Hiroyasu, Hashizume Yoshio, Kaibuchi Kozo, Miyano Satoru, Okazawa Hitoshi

    NATURE COMMUNICATIONS   9 巻 ( 1 ) 頁: 433   2018年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41467-018-02821-z

    Web of Science

    PubMed

  13. Mechanism of dopamine signaling for membrane excitability

    Tsuboi D., Shimomura T., Nakano T., Nagai T., Amano M., Yoshimoto J., Kubo Y., Kaibuchi K.

    JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY   142 巻   頁: 135 - 135   2017年8月

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  14. Discovery of long-range inhibitory signaling to ensure single axon formation 査読有り

    Takano Tetsuya, Wu Mengya, Nakamuta Shinichi, Naoki Honda, Ishizawa Naruki, Namba Takashi, Watanabe Takashi, Xu Chundi, Hamaguchi Tomonari, Yura Yoshimitsu, Amano Mutsuki, Hahn Klaus M., Kaibuchi Kozo

    NATURE COMMUNICATIONS   8 巻 ( 1 ) 頁: 33   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41467-017-00044-2

    Web of Science

    PubMed

  15. KANPHOS (Kinase-Associated Phospho-Signaling) Platform - A database for neural phosphoproteomics with quality control

    Kuroda Keisuke, Nagai Taku, Amano Mutsuki, Yoshimoto Junichiro, Kannon Takayuki, Nishioka Tomoki, Usui Shiro, Kaibuchi Kozo

    JOURNAL OF PHARMACOLOGICAL SCIENCES   133 巻 ( 3 ) 頁: S263 - S263   2017年3月

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  16. A FRET Biosensor for ROCK Based on a Consensus Substrate Sequence Identified by KISS Technology. 査読有り

    Li C, Imanishi A, Komatsu N, Terai K, Amano M, Kaibuchi K, Matsuda M

    Cell structure and function   42 巻 ( 1 ) 頁: 1 - 13   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1247/csf.16016

    PubMed

  17. A FRET Biosensor for ROCK Based on a Consensus Substrate Sequence Identified by KISS Technology

    Li Chunjie, Imanishi Ayako, Komatsu Naoki, Terai Kenta, Amano Mutsuki, Kaibuchi Kozo, Matsuda Michiyuki

    CELL STRUCTURE AND FUNCTION   42 巻 ( 1 ) 頁: 1 - 13   2017年

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  18. Identification of Protein Kinase Substrates by the Kinase-Interacting Substrate Screening (KISS) Approach 招待有り 査読有り

    Amano, M. Nishioka, T. Yura, Y. Kaibuchi, K.

    Curr Protoc Cell Biol   72 巻   頁: 14 16 1-14 16 12   2016年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

    DOI: 10.1002/cpcb.8

  19. Focused Proteomics Revealed a Novel Rho-kinase Signaling Pathway in the Heart 査読有り

    Yura, Y. Amano, M. Takefuji, M. Bando, T. Suzuki, K. Kato, K. Hamaguchi, T. Hasanuzzaman Shohag, M. Takano, T. Funahashi, Y. Nakamuta, S. Kuroda, K. Nishioka, T. Murohara, T. Kaibuchi, K.

    Cell Struct Funct   41 巻 ( 2 ) 頁: 105-120   2016年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1247/csf.16011

  20. Phosphoproteomics of the Dopamine Pathway Enables Discovery of Rap1 Activation as a Reward Signal In Vivo 査読有り

    Nagai, T. Nakamuta, S. Kuroda, K. Nakauchi, S. Nishioka, T. Takano, T. Zhang, X. Tsuboi, D. Funahashi, Y. Nakano, T. Yoshimoto, J. Kobayashi, K. Uchigashima, M. Watanabe, M. Miura, M. Nishi, A. Kobayashi, K. Yamada, K. Amano, M. Kaibuchi, K.

    Neuron   89 巻 ( 3 ) 頁: 550-565   2016年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neuron.2015.12.019

  21. Single-Cell Memory Regulates a Neural Circuit for Sensory Behavior 査読有り

    Kobayashi, K. Nakano, S. Amano, M. Tsuboi, D. Nishioka, T. Ikeda, S. Yokoyama, G. Kaibuchi, K. Mori, I.

    Cell Rep   14 巻 ( 1 ) 頁: 11-21   2016年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.celrep.2015.11.064

  22. Developing novel methods to search for substrates of protein kinases such as Rho-kinase 招待有り 査読有り

    Nishioka, T. Shohag, M. H. Amano, M. Kaibuchi, K.

    Biochim Biophys Acta   1854 巻 ( 10 ) 頁: 1663-1666   2015年10月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1016/j.bbapap.2015.03.001

  23. Phosphoproteomic Analysis Using the WW and FHA Domains as Biological Filters 査読有り

    Hasanuzzaman Shohag, M. Nishioka, T. Uddin Ahammad, R. Nakamuta, S. Yura, Y. Hamaguchi, T. Kaibuchi, K. Amano, M.

    Cell Struct Funct   40 巻 ( 2 ) 頁: 95-104   2015年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1247/csf.15004

  24. Kinase-interacting substrate screening is a novel method to identify kinase substrates 査読有り

    Amano, M., Hamaguchi, T., Shohag, M. H., Kozawa, K., Kato, K., Zhang, X., Yura, Y., Matsuura, Y., Kataoka, C., Nishioka, T., and Kaibuchi, K.

    J Cell Biol   209 巻 ( 6 ) 頁: 895-912   2015年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1083/jcb.201412008

  25. In vivo Screening for Substrates of Protein Kinase A Using a Combination of Proteomic Approaches and Pharmacological Modulation of Kinase Activity. 査読有り

    Hamaguchi, T., Nakamuta, S., Funahashi, Y., Takano, T., Nishioka, T., Shohag, M. H., Yura, Y., Kaibuchi, K., and Amano, M.

    Cell Struct Funct   40 巻   頁: 1-12   2015年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1247/csf.14014

  26. Preferential targeting of p39-activated Cdk5 to Rac1-induced lamellipodia. 査読有り

    Ito, Y., Asada, A., Kobayashi, H., Takano, T., Sharma, G., Saito, T., Ohta, Y., Amano, M., Kaibuchi, K., and Hisanaga, S.

    Mol Cell Neurosci   61 巻   頁: 34-45   2014年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.mcn.2014.05.006

  27. Distinct distribution and localization of Rho-kinase in mouse epithelial, muscle and neural tissues 査読有り

    Iizuka, M., Kimura, K., Wang, S., Kato, K., Amano, M., Kaibuchi, K., Mizoguchi, A.

    Cell Struct Funct   37 巻 ( 2 ) 頁: 155-175   2012年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The small GTP-binding protein Rho plays a crucial role in a wide variety of cellular functions through various effector proteins. Rho-kinase is a key effector protein of Rho, which is composed of two isoforms, ROCK1 and ROCK2. To clarify the site of action of ROCK1 and ROCK2, we performed immunofluorescence and immunoelectron microscopic analyses using isoform-specific antibodies in mouse tissues. In the large and small intestines, ROCK1 immunoreactivity was predominantly identified in epithelial cells, and ROCK2 immunoreactivity was negligible. In these epithelial cells, ROCK1 immunoreactivity was distributed on plasma membranes, while ROCK1 immunogold signals were localized at cell-cell contacts and cell adhesion sites, especially at the adherens junctions at the ultrastructural level. In the bladder epithelium, however, ROCK1 and ROCK2 signals were identified at intermediate filaments, and ROCK2 signals were also observed in nuclei. In the three types of muscular cells - smooth, cardiac, and skeletal muscle cells - ROCK1 and ROCK2 also showed differential distribution. ROCK1 signals were localized at actin filaments, plasma membranes, and vesicles near plasma membranes in smooth muscle cells; at the lysosomes in skeletal muscle cells; and were undetectable in cardiac muscle cells. ROCK2 signals were localized at actin filaments and centrosomes in smooth muscle cells, at intercalated discs in cardiac muscle cells, and at Z-discs and sarcoplasmic reticulum in skeletal muscle cells. In the brain, ROCK1 immunoreactivity was distributed in glia, whereas ROCK2 immunoreactivity was observed in neurons. These results indicate that the two isoforms of Rho-kinase distribute differentially to accomplish their specific functions.

  28. The inositol 5-phosphatase SHIP2 is an effector of RhoA and is involved in cell polarity and migration 査読有り

    Kato, K., Yazawa, T., Taki, K., Mori, K., Wang, S., Nishioka, T., Hamaguchi, T., Itoh, T., Takenawa, T., Kataoka, C., Matsuura, Y., Amano, M., Murohara, T., Kaibuchi, K.

    Mol Biol Cell   23 巻 ( 13 ) 頁: 2593-2604   2012年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Cell migration is essential for various physiological and pathological processes. Polarization in motile cells requires the coordination of several key signaling molecules, including RhoA small GTPases and phosphoinositides. Although RhoA participates in a front-rear polarization in migrating cells, little is known about the functional interaction between RhoA and lipid turnover. We find here that src-homology 2-containing inositol-5-phosphatase 2 (SHIP2) interacts with RhoA in a GTP-dependent manner. The association between SHIP2 and RhoA is observed in spreading and migrating U251 glioma cells. The depletion of SHIP2 attenuates cell polarization and migration, which is rescued by wild-type SHIP2 but not by a mutant defective in RhoA binding. In addition, the depletion of SHIP2 impairs the proper localization of phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate, which is not restored by a mutant defective in RhoA binding. These results suggest that RhoA associates with SHIP2 to regulate cell polarization and migration.

    DOI: 10.1091/mbc.E11-11-0958

  29. Proteomic screening for Rho-kinase substrates by combining kinase and phosphatase inhibitors with 14-3-3zeta affinity chromatography 査読有り

    Nishioka, T., Nakayama, M., Amano, M., Kaibuchi, K.

    Cell Struct Funct   37 巻 ( 1 ) 頁: 39-48   2012年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The small GTPase RhoA is a molecular switch in various extracellular signals. Rho-kinase/ROCK/ROK, a major effector of RhoA, regulates diverse cellular functions by phosphorylating cytoskeletal proteins, endocytic proteins, and polarity proteins. More than twenty Rho-kinase substrates have been reported, but the known substrates do not fully explain the Rho-kinase functions. Herein, we describe the comprehensive screening for Rho-kinase substrates by treating HeLa cells with Rho-kinase and phosphatase inhibitors. The cell lysates containing the phosphorylated substrates were then subjected to affinity chromatography using beads coated with 14-3-3 protein, which interacts with proteins containing phosphorylated serine or threonine residues, to enrich the phosphorylated proteins. The identities of the molecules and phosphorylation sites were determined by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC/MS/MS) after tryptic digestion and phosphopeptide enrichment. The phosphorylated proteins whose phosphopeptide ion peaks were suppressed by treatment with the Rho-kinase inhibitor were regarded as candidate substrates. We identified 121 proteins as candidate substrates. We also identified phosphorylation sites in Partitioning defective 3 homolog (Par-3) at Ser143 and Ser144. We found that Rho-kinase phosphorylated Par-3 at Ser144 both in vitro and in vivo. The method used in this study would be applicable and useful to identify novel substrates of other kinases.

  30. A proteomic approach for comprehensively screening substrates of protein kinases such as Rho-kinase 査読有り

    Amano, M., Tsumura, Y., Taki, K., Harada, H., Mori, K., Nishioka, T., Kato, K., Suzuki, T., Nishioka, Y., Iwamatsu, A.,Kaibuchi, K.

    PLoS One   5 巻 ( 1 ) 頁: e8704   2010年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: Protein kinases are major components of signal transduction pathways in multiple cellular processes. Kinases directly interact with and phosphorylate downstream substrates, thus modulating their functions. Despite the importance of identifying substrates in order to more fully understand the signaling network of respective kinases, efficient methods to search for substrates remain poorly explored. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: We combined mass spectrometry and affinity column chromatography of the catalytic domain of protein kinases to screen potential substrates. Using the active catalytic fragment of Rho-kinase/ROCK/ROK as the model bait, we obtained about 300 interacting proteins from the rat brain cytosol fraction, which included the proteins previously reported as Rho-kinase substrates. Several novel interacting proteins, including doublecortin, were phosphorylated by Rho-kinase both in vitro and in vivo. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: This method would enable identification of novel specific substrates for kinases such as Rho-kinase with high sensitivity.

  31. Rho-kinase/ROCK: A key regulator of the cytoskeleton and cell polarity 招待有り 査読有り

    Amano, M., Nakayama, M., Kaibuchi, K.

    Cytoskeleton   67 巻 ( 9 ) 頁: 545-54   2010年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

    Rho-associated kinase (Rho-kinase/ROCK/ROK) is an effector of the small GTPase Rho and belongs to the AGC family of kinases. Rho-kinase has pleiotropic functions including the regulation of cellular contraction, motility, morphology, polarity, cell division, and gene expression. Pharmacological analyses have revealed that Rho-kinase is involved in a wide range of diseases such as vasospasm, pulmonary hypertension, nerve injury, and glaucoma, and is therefore considered to be a potential therapeutic target. This review focuses on the structure, function, and modes of activation and action of Rho-kinase.

  32. *Rho-kinase contributes to sustained RhoA activation through phosphorylation of p190A RhoGAP 査読有り

    Mori, K.Amano, M.Takefuji, M.Kato, K.Morita, Y.Nishioka, T.Matsuura, Y.Murohara, T.Kaibuchi, K.

    J Biol Chem   284 巻 ( 8 ) 頁: 5067-5076   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    RhoA is transiently activated by specific extracellular signals such as endothelin-1 (ET-1) in vascular smooth muscle cells. RhoGAP negatively regulates RhoA activity: thus, RhoA becomes the GDP-bound inactive form afterward. Sustained activation of RhoA is induced with high doses of the extracellular signals and is implicated in certain diseases such as vasospasms. However, it remains largely unknown how prolonged activation of RhoA is induced. Here we show that Rho-kinase, an effector of RhoA, phosphorylated p190A RhoGAP at Ser(1150) and attenuated p190A RhoGAP activity in COS7 cells. Binding of Rnd to p190A RhoGAP is thought to enhance its activation. Phosphorylation of p190A RhoGAP by Rho-kinase impaired Rnd binding. Stimulation of vascular smooth muscle cells with a high dose of ET-1 provoked sustained RhoA activation and p190A RhoGAP phosphorylation, both of which were prohibited by a Rho-kinase inhibitor. The phosphomimic mutation of p190A RhoGAP weakened Rnd binding and RhoGAP activities. Taken together, these results suggest that ET-1 induces Rho-kinase activation and subsequent phosphorylation of p190A RhoGAP, leading to prolonged RhoA activation.

  33. Rho-kinase phosphorylates PAR-3 and disrupts PAR complex formation 査読有り

    Nakayama, M.Goto, T. M.Sugimoto, M.Nishimura, T.Shinagawa, T.Ohno, S.Amano, M.Kaibuchi, K.

    Dev Cell   14 巻 ( 2 ) 頁: 205-215   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A polarity complex of PAR-3, PAR-6, and atypical protein kinase C (aPKC) functions in various cell polarization events. PAR-3 directly interacts with Tiam1/Taim2 (STEF), Rac1-specific guanine nucleotide exchange factors, and forms a complex with aPKC-PAR-6-Cdc42*GTP, leading to Rac1 activation. RhoA antagonizes Rac1 in certain types of cells. However, the relationship between RhoA and the PAR complex remains elusive. We found here that Rho-kinase/ROCK/ROK, the effector of RhoA, phosphorylated PAR-3 at Thr833 and thereby disrupted its interaction with aPKC and PAR-6, but not with Tiam2. Phosphorylated PAR-3 was observed in the leading edge, and in central and rear portions of migrating cells having front-rear polarity. Knockdown of PAR-3 by small interfering RNA (siRNA) impaired cell migration, front-rear polarization, and PAR-3-mediated Rac1 activation, which were recovered with siRNA-resistant PAR-3, but not with the phospho-mimic PAR-3 mutant. We propose that RhoA/Rho-kinase inhibits PAR complex formation through PAR-3 phosphorylation, resulting in Rac1 inactivation.

  34. Rho-kinase modulates the function of STEF, a Rac GEF, through its phosphorylation 査読有り

    Takefuji, M., Mori, K., Morita, Y., Arimura, N., Nishimura, T., Nakayama, M., Hoshino, M., Iwamatsu, A., Murohara, T., Kaibuchi, K., Amano, M.

    Biochem Biophys Res Commun   355 巻 ( 3 ) 頁: 788   2007年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Rho family GTPases are key regulators of various physiological processes. Several recent studies indicated that the antagonistic relationship between Rho and Rac is essential for cell polarity and that the Rac activity is negatively regulated by Rho. In this study, we found that Rho-kinase, an effector of Rho, counteracted the Rac GEF STEF-induced Rac1 activation in COS7 cells. Rho-kinase phosphorylated STEF at Thr1662 in vitro, and Y-27632, a Rho-kinase inhibitor, suppressed lysophosphatidic acid-induced phosphorylation of STEF in PC12D cells. STEF interacted with specific molecules such as microtubule-associated protein 1B, and the phosphorylation of STEF by Rho-kinase diminished its interaction with these molecules. STEF promoted nerve growth factor-induced neurite outgrowth in PC12D cells, while the phosphomimic mutant of STEF had a weakened ability to enhance neurite outgrowth. Taken together, these results suggest that the phosphorylation of STEF by Rho-kinase exerts the inhibitory effect on the function of STEF.

  35. Nuclear Rho kinase, ROCK2, targets p300 acetyltransferase 査読有り

    J NeurochemJ Biol Chem   281 巻 ( 22 ) 頁: 15320-15329   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  36. Molecular mechanism for the regulation of rho-kinase by dimerization and its inhibition by fasudil 査読有り

    Structure   14 巻 ( 3 ) 頁: 589-600   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  37. Regulatory machinery of UNC-33 Ce-CRMP localization in neurites during neuronal development in Caenorhabditis elegans 査読有り

    J Neurochem   95 巻 ( 6 ) 頁: 1629-1641   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  38. Rho-kinase and myosin II activities are required for cell type and environment specific migration 査読有り

    Genes Cells   10 巻 ( 2 ) 頁: 107-117   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  39. Rho mediates endocytosis of epidermal growth factor receptor through phosphorylation of endophilin A1 by Rho-kinase 査読有り

    Genes Cells   10 巻 ( 10 ) 頁: 973-987   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  40. Phosphorylation by Rho kinase regulates CRMP-2 activity in growth cones 査読有り

    Mol Cell Biol   25 巻 ( 22 ) 頁: 9973-9984   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  41. Design and synthesis of Rho kinase inhibitors (I) 査読有り

    Bioorg Med Chem   12 巻 ( 9 ) 頁: 2115-2137   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  42. Interaction of Rho-kinase with myosin II at stress fibres 査読有り

    Genes Cells   9 巻 ( 7 ) 頁: 653-660   2004年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  43. Inflammatory stimuli upregulate Rho-kinase in human coronary vascular smooth muscle cells 査読有り

    J Mol Cell Cardiol   37 巻 ( 2 ) 頁: 537-546   2004年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  44. Entrapment of Rho ADP-ribosylated by Clostridium botulinum C3 exoenzyme in the Rho-GDI-1 complex

    J Biol Chem   278 巻 ( 31 ) 頁: 28523-28527   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  45. Identification of Tau and MAP2 as novel substrates of Rho-kinase and myosin phosphatase 査読有り

    J Neurochem   87 巻 ( 3 ) 頁: 780-790   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  46. Parallel coiled-coil association of the RhoA-binding domain in Rho-kinase 査読有り

    J Biol Chem   278 巻 ( 41 ) 頁: 46046-46051   2003年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  47. Isolation of the interacting molecules with GEX-3 by a novel functional screening 査読有り

    Biochem Biophys Res Commun   292 巻 ( 3 ) 頁: 697-701   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  48. Translocation of Na(+),K(+)-ATPase is induced by Rho small GTPase in renal epithelial cells 査読有り

    Biochem Biophys Res Commun   297 巻 ( 5 ) 頁: 1231-1237   2002年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  49. Rho-kinase-mediated contraction of isolated stress fibers 査読有り

    J Cell Biol   153 巻 ( 3 ) 頁: 569-584   2001年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  50. Arachidonic acid-induced Ca2+ sensitization of smooth muscle contraction through activation of Rho-kinase 査読有り

    Pflugers Arch   441 巻 ( 5 ) 頁: 596-603   2001年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  51. Rho-Rho-kinase pathway in smooth muscle contraction and cytoskeletal reorganization of non-muscle cells

    Trends Pharmacol Sci   22 巻 ( 1 ) 頁: 32-39   2001年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

  52. CRMP-2 induces axons in cultured hippocampal neurons 査読有り

    Nat Neurosci   4 巻 ( 8 ) 頁: 781-782   2001年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  53. Phosphorylation of ERM proteins at filopodia induced by Cdc42 査読有り

    Genes Cells   5 巻 ( 7 ) 頁: 571-581   2000年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  54. Regulation and functions of Rho-associated kinase

    Exp Cell Res   261 巻 ( 1 ) 頁: 44-51   2000年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

  55. Purification and in vitro activity of Rho-associated kinase 査読有り

    Methods Enzymol   325 巻   頁: 149-155   2000年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  56. Phosphorylation of Collapsin Response Mediator Protein-2 by Rho-kinase: Evidence for Two Separate Signaling Pathways for Growth Cone Collapse 査読有り

    J Biol Chem   275 巻 ( 31 ) 頁: 23973-23980   2000年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  57. Identification of Calponin as a Novel Substrate of Rho-Kinase 査読有り

    Biochem Biophys Res Commun   273 巻 ( 1 ) 頁: 110-116   2000年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  58. *The COOH terminus of Rho-kinase negatively regulates Rho-kinase activity. 査読有り

    J. Biol. Chem.   274 巻   頁: 32418-32424   1999年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  59. Phosphorylation of myosin-binding subunit(MBS) of myosin phosphatase by Rho-kinase in vivo.

    J. Cell Biol.   147 巻   頁: 1023-1038   1999年

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    記述言語:英語  

  60. Rho-associated kinase of chicken gizzard smooth muscle.

    J. Biol. Chem.   274 巻   頁: 3744-3752   1999年

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    記述言語:英語  

  61. Regulation of Cytoskeleton and cell adhesions by the small GTPase Rho and its targets.

    Trends in Cardiovascular Medicine   8 巻   頁: 162-168   1998年

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    記述言語:英語  

  62. Rho-kinase phosphorylates COOH-terminal threonines of Ezrin/Radixin/Moesin(ERM)proteins and regulates their Head-to-tail association.

    J Cell Biol   140 巻   頁: 647-657   1998年

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    記述言語:英語  

  63. Myosin II activation promotes neurite retraction during the action of Rho and Rho-kinase.

    Genes Cells   3 巻   頁: 177-188   1998年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

  64. Cytoskeletal rearrangements and transcriptional activation of c-fos serum response element by Rho-kinase.

    J Biol Chem   272 巻   頁: 26121-25127   1997年

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    記述言語:英語  

  65. *Formation of actin stress fibers and focal adhesions enhanced by Rho-kinase. 査読有り

    Science   275 巻   頁: 1308-1311   1997年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

  66. Phosphorylation of glial fibrillary acidic protein at the same sites by cleavage furrow kinase and Rho-associated kinase.

    J Biol Chem   272 巻   頁: 10333-10336   1997年

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    記述言語:英語  

  67. Rho-associated kinase directly induces smooth muscle contraction through myosin light chain phosphorylation.

    J Biol Chem   272 巻   頁: 12257-12260   1997年

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    記述言語:英語  

  68. Regulation of myosin phosphatase by Rho and Rho-associated kinase(Rho-kinase). 査読有り

    Science   273 巻   頁: 245-248   1996年

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    記述言語:英語  

  69. Rho-associated kinase, a novel serine/threonine kinase, as a putative target for the small GTP-binding protein Rho.

    EMBO J   15 巻   頁: 2208-2216   1996年

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    記述言語:英語  

  70. *Phosphorylation and activation of myosin by Rho-associated kinase(Rho-kinase).

    J Biol Chem   271 巻   頁: 20246-20249   1996年

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    記述言語:英語  

  71. Identification of a putative target for Rho as a serine-threonine kinase protein Kinase N. 査読有り

    Science   271 巻   頁: 648-650   1996年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. Rhoファミリーシグナル伝達系分子を対象とした疾患関連遺伝子の探索

    2006年

科研費 11

  1. 心臓の硬化を制御するG蛋白質共役受容体の機能解明と心不全治療薬シーズの探索

    研究課題/研究課題番号:20H03674  2020年4月 - 2023年3月

    竹藤 幹人

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    担当区分:研究分担者 

    近年、心臓が硬くなり拡がりにくいために症状を呈する「収縮機能が保たれた心不全(HFpEF)」が注目されている。従来の心収縮機能低下を標的とする治療法ではHFpEFの治療効果は乏しく、HFpEFに対する新たな治療法の開発が求められている。adhesion-GPCRファミリーは物理的刺激により活性化されるGPCRとして新たに分類され、メカノストレスに対する生体反応を制御する分子として注目されている。adhesion-GPCR X がHFpEFに関わっていることを明らかにし、その下流で活性化するリン酸化シグナルを解析する。本研究では、HFpEF治療薬の開発シーズを得ることを目指す。

  2. がん幹細胞のリン酸化シグナルの解析による治療標的分子の探索

    研究課題/研究課題番号:20K07600  2020年4月 - 2023年3月

    渡辺 崇

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    担当区分:研究分担者 

    がん幹細胞は自己複製能と多分化能、強い造腫瘍性、治療抵抗性といった特徴を有し、がんの再発や転移の原因とされている。申請者の所属する研究室では、乳がんの手術検体を移植した異種移植(PDX)マウスを作製することで、肝臓に自然転移するがん幹細胞を解析できる実験系を世界に先駆けて樹立した。申請者らは本PDXマウスのがん幹細胞では足場タンパク質S100が高発現しており、転移がん幹細胞ではS100の発現がさらに10倍以上誘導されることを見出した。本研究では、S100による乳がん幹細胞の特性を制御する分子機構、特に機能的リン酸化シグナルに焦点を絞り、乳がん幹細胞を標的とする治療ターゲットを提案する。

  3. 血栓形成における12-リポキシゲナーゼの局在・活性制御メカニズムの解明

    研究課題/研究課題番号:19K08853  2019年4月 - 2022年3月

    勝見 章

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    担当区分:研究分担者 

    血小板におけるアゴニスト受容体からのシグナルは Gα13を介して低分子量GTPase RhoAを活性化する。その結果血小板の形態変化、濃染顆粒 内容物の分泌をおこす。我々はアフィニティクロマトグラフィーにより活性化RhoA がフォルミンDaam1を介して12-リポキシゲナーゼ(12-LOX)に結合することを見いだした。 12-LOXは主に血小板に発現し、アラキドン酸からの12-ヒドロキシエイコサテトラエン酸 (12-HETE)等の脂質メディエーター合成を介して血小板凝集を惹起する。本研究では活性化RhoA-Daam1が、12-LOXの細胞膜への局在を誘導し活性を制御することを証明する。
    血小板細胞膜から遊離したアラキドン酸は、プロスタグランジン(PG)、ロイコトルエン(LT)等の生理活性物質に代謝される。PG、TXA2を生成するシクロオキシゲナーゼ(COX)はよく研究されているが、血小板にはアラキドン酸を基質とするもう1つの酵素、リポキシゲナーゼ(LOX)が存在する。LOXには酸素添加部位の違いによって5-LOX、12-LOX、15-LOXが知られている。血小板には12-LOXのみが発現し12-HETE等の脂質メディエーターを産生する。12-HETEは血小板外に分泌され、血小板活性化、顆粒分泌、血餅退縮を惹起する。阻害剤を用いた研究で12-LOXはGPVIやFCγRIIAを介した血小板活性化に重要な役割を果たしている。また12-LOXのノックアウトマウスで血栓形成が阻害されることから12-LOX経路は向血栓性に働くことが示唆されている。我々は活性化RhoAに特異的にLOXが結合することを明らかにし、それを仲介する分子群の機能を解析中である。我々はRhoA, Rac1, Cdc42 をbait にした網羅的アフィニティクロマトグラフィーとそれに続くマススペクトロメトリー(LC/MS-MS)の実験系を確立した。この実験システムを用いて我々は活性型Rho family 蛋白の一部にLOX が結合することを明らかにした。さらに複数の活性化Rho GTPases と複数のLOX family の結合の証明を目的としている。次にGTP 結合型Rho familyとLOX をCOS7 細胞で共発現し、両者の結合を証明することができている。さらにRho familyのうち、LOXとの活性化依存性の結合が明らかになった分子につきそれぞれの阻害剤をCOS-7細胞に添加し、脂質メディエーター(ロイコトリエン、リポキシン、HETEなど)の産生が抑制されるかどうかを検討中である。
    我々は既にRhoA, Rac1, Cdc42 をbait にした網羅的アフィニティクロマトグラフィーとそれに続くマススペクトロメトリー(LC/MS-MS)の実験系を確立した。この実験システムを用いて我々は活性型Rho family 蛋白の一部にLOX が結合することを明らかにした。さらに複数の活性化Rho GTPases と複数のLOX family の結合の証明を目的としている。次にGTP 結合型Rho familyとLOX をCOS7 細胞で共発現し、両者の結合を証明することができている。さらにRho familyのうち、LOXとの活性化依存性の結合が明らかになった分子につきそれぞれの阻害剤をCOS-7細胞に添加し、脂質メディエーター(ロイコトリエン、リポキシン、HETEなど)の産生が抑制されるかどうかを検討中である。
    I 巨核球細胞株における活性型RhoAと12-LOXの共局在の証明
    巨核球細胞株MEG-O1、CMK-86にGFP-RhoAとRFP-12-LOXを安定発現し、両者の細胞内での共局在を共焦点顕微鏡を用いて観察する。必要に応じて免疫染色を併用する。既に発現ベクター構築と、遺伝子導入は確立している。RhoA阻害剤C3 toxin添加による12-LOXの局在変化と12-HETEの分泌を定量する。
    II 血小板シグナル伝達におけるRhoA-12-LOX経路の役割
    巨核球細胞株MEG-O1、CMK-86にL63RhoA(活性型)とN19RhoA(不活性型)を発現し、培養上清中の12-HETE産生がL63RhoAにより亢進することを確認する。さらに活性型RhoAによる12-HETE産生亢進がRhoA阻害薬であるC3 toxinにより抑制されるが、Rho-kinase阻害剤Y-27632では抑制されないことを証明する。
    III  血小板における12-LOX阻害のアクチン重合への影響
    洗浄血小板を用いたcytoplasmicアクチン重合アッセイとpyreneラベル精製アクチンアッセイの双方でアクチン重合の定量を行い、12-LOX阻害剤ML355によりアクチン重合が阻害されるかどうか検討する。これにより12-LOXが血小板のアクチン重合を制御していることを証明する。また、ML355の添加による血小板のアクチン形態変化をRhodamine Phalloidin染色で観察する。

  4. 細胞内シグナルによる神経活動と情動行動・学習の制御機構の解明

    研究課題/研究課題番号:17H01380  2017年4月 - 2021年3月

    貝淵 弘三

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    担当区分:研究分担者 

    (1)リン酸化プロテオミクスによる神経伝達物質のリン酸化シグナル解析:マウス線条体スライスへのアデノシンA2A受容体作用薬による刺激やマウス個体への選択的セロトニンの再取り込み阻害剤の連続投与によりリン酸化が変動するタンパク質とそのリン酸化部位を同定した。
    (2)リン酸化シグナル伝達の時空間的モニタリング法の開発と応用: MYPT1上のRho-Kinaseのドッキングモチーフ(DM)として推定された配列がRho-Kinaseによるリン酸化に寄与した。また、DM配列のペプチドがリン酸化抑制効果を示した。
    (3)リン酸化シグナル分子の分子操作法の開発と応用:cre依存的にRho-Kinase-DNやPAK-AIDを発現するアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターをAdora2a-creマウスの側坐核に注入し、ドーパミンD2受容体を発現する中型有棘神経細胞(D2R-MSN)においてRho-KinaseやPAKの機能を抑制したところ、嫌悪学習・記憶が障害された。
    (4)神経細胞の膜興奮性を制御する機構の解析:D1Rシグナル伝達により制御されるKCNQ2チャネルのリン酸化修飾の役割をin vivoで明らかにするため、KCNQ2リン酸化部位(S404 & S448)を欠損させた遺伝子変異マウスを作製した。リン酸化部位欠損マウスの線条体スライスにおいてD1R作動薬によるKCNQ2のリン酸化が認められないことを確認した。
    (5)シナプス可塑性の制御機構の解析:線条体スライスにおいてNMDA受容体刺激がARHGEF2、ARHGAP21及びARHGAP39のリン酸化を亢進した。これらのリン酸化の亢進はCaMKⅡ阻害剤やNMDA受容体阻害剤の処置により抑制された。
    (6)神経可塑性に関与する遺伝子発現機構の解析: D1R-MSN特異的にNPAS4を欠損あるいは機能抑制させたところ、報酬学習・記憶が障害された。
    (1)リン酸化プロテオミクスによる神経伝達物質のリン酸化シグナル解析:セロトニンやアデノシン受容体刺激によりリン酸化が変動するタンパク質とそのリン酸化部位を同定し、KANPHOSデータベースに内部データとして登録した。
    (2)リン酸化シグナル伝達の時空間的モニタリング法の開発と応用:推定したMYPT1上のRho-KinaseのDM配列がRho-Kinaseによるリン酸化に影響すること、DM配列のペプチドがリン酸化抑制効果を示すことを見出した。
    (3)リン酸化シグナル分子の分子操作法の開発と応用: cre依存的にPKA やPKC、CaMKⅡ、Rho-Kinase、PAKの機能を抑制するAAVベクターの作製を完了した。作製したAAVを用いD2R-MSNにおいてRho-KinaseやPAKの機能を抑制したマウスを作製した結果、嫌悪学習・記憶が障害されることを見出した。
    (4)神経細胞の膜興奮性を制御する機構の解析:CRISPR/Cas9遺伝子編集技術を用いてMAPKによるKCNQ2リン酸化部位を欠損させた遺伝子変異マウスを作製した。リン酸化部位の欠損をシーケンス解析で確認するとともに、リン酸化部位欠損マウスの線条体スライスにおいてD1R作動薬によるKCNQ2のリン酸化が認められないことを見出した。
    (5)シナプス可塑性の制御機構の解析:新たにリン酸化抗体を作製し、NMDA受容体刺激がCaMKⅡ依存的にARHGEF2、ARHGAP21及びARHGAP39のリン酸化を亢進することを見出した。
    (6)神経可塑性に関与する遺伝子発現機構の解析:MAPKが転写因子NPAS4をリン酸化することで、NPAS4とCBPとの結合が増加し転写活性が上昇すること、D1R-MSNにおいてNPAS4が報酬学習・記憶を制御することを明らかにした (Funahashi et al. Cell Rep. 2019)。
    (1)リン酸化プロテオミクスによる神経伝達物質のリン酸化シグナル解析:引き続き、神経伝達物質の受容体作動薬によってリン酸化が変動するタンパク質を同定し、パスウェイ解析により各受容体の刺激に応答するシグナル経路を特定する。
    (2) リン酸化シグナル伝達の時空間的モニタリング法の開発と応用:MYPT1のDM配列を基に、Rho-kinaseの機能抑制ペプチドや活性モニターツールの作製・評価を試みる。
    (3)リン酸化シグナル分子の分子操作法の開発と応用:cre依存的にPKAやPKC、CaMKⅡの偽基質配列を発現するAAVベクターを神経細胞種特異的に発現させ、PKAやPKC、CaMKⅡの活性を抑制し、情動行動・学習への影響を評価する。また、LOV-Trap法を用い光刺激依存的にin vivoでPKAやPKC、CaMKⅡの活性を制御する分子ツールの開発を進める。
    (4)神経細胞の膜興奮性を制御する機構の解析:KCNQ2チャネルのリン酸化修飾の役割をin vivoで明らかにするため、リン酸化部位欠損マウスを用いて神経膜興奮性やKCNQ感受性電流を電気生理学的に評価する。
    (5) シナプス可塑性の制御機構の解析:Rho-KinaseやSHANK3のコンディショナルノックアウトマウスを用い、側坐核のD1R-MSNやD2R-MSN特異的にRho-KinaseやSHANK3を欠損させ、情動行動・学習への影響を評価する。SHANK3のリン酸化部位変異体を発現するAAVベクターを用い、樹状突起スパインの形態やPSD95などの足場タンパク質との相互作用、AMPA型受容体やNMDA型受容体の膜上への局在を解析する。
    (6)神経可塑性に関与する遺伝子発現機構の解析:MKL2-DNを発現するAAVを用い、D1R-MSN特異的にMKL2の機能を抑制したマウスを作製し、情動行動・学習への影響を評価する。

  5. 蛋白質リン酸化酵素の基質認識・活性調節機構とリン酸化シグナルネットワークの解析

    研究課題/研究課題番号:17K07383  2017年4月 - 2020年3月

    天野 睦紀

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    本研究課題では、プロテインキナーゼの基質認識機構の解析およびキナーゼの活性調節・モニタリングツールの開発を行う。昨年度は、Rho-kinaseとその基質であるMYPT1のキナーゼ・基質間相互作用の解析を行い、MYPT1の2箇所のリン酸化部位それぞれの近傍の十数アミノ酸程の領域がRho-kinaseとの相互作用に重要であることを見出し、ドッキングモチーフ1、2 (DM1, DM2) と名付けた。本年度はこれらドッキングモチーフについてさらに詳細な検討を行った。DM2を欠くとその近傍のリン酸化は大きく低下したが、DM1を欠いても近傍のリン酸化に対する影響は限定的であった。また、ドッキングモチーフや偽基質 (リン酸化部位を含む周囲の配列でリン酸化部位はAlaに置換、PS1, PS2と名付ける) ペプチドを作製し、in vitroでRho-kinaseに対して阻害効果があるかを検討したところ、PS2-DM2ペプチドはキナーゼ活性を阻害したが、それ以外のPSのみ、DMのみ、およびPS1-DM1ペプチドには阻害効果はほとんど無かった。このことより、DM2は近傍のリン酸化部位のリン酸化に必要十分であるが、DM1については必要であるが十分ではないと思われた。そこでDM1以外の領域を探索したところ、リン酸化部位を挟んでDM1と逆側の9アミノ酸の領域もRho-kinaseとの相互作用に重要であることが分かり、DM3と名付けた。DM1とDM3の両方を欠くと中央のリン酸化部位のリン酸化が大きく低下し、またPS1-DM3ペプチドがRho-kinase活性を抑制することを見出した(いずれもDM3のみでは効果が無かった)。以上のことより、Rho-kinaseがMYPT1を認識しリン酸化するためには、リン酸化部位に加えてドッキングモチーフ (DM1/DM3, DM2) が必要であることが示された。
    本年度は、Rho-kinaseがその基質であるMYPT1をどのようにして認識しているか、基質認識機構の解析を行った。その結果、1箇所のリン酸化部位についてはN末側、C末側の両方に、もう一方のリン酸化部位はN末側にドッキングモチーフを持ち、ドッキングモチーフはそれぞれの近傍のリン酸化部位に対してRho-kinaseとの相互作用およびリン酸化部位のリン酸化に寄与していることを見出した。DM2とDM3は塩基性アミノ酸を多く含んでいたが、DM1とは配列類似性が無く、Rho-kinaseは少なくとも2種類の基質認識インターフェイスを持つことが示唆された。また、PS1-DM3ペプチド、PS2-DM2ペプチドがin vitroでRho-kinaseの活性を抑制したことから、新規のRho-kinase阻害薬として利用出来る可能性が示された。上述のように、Rho-kinaseとMYPT1のキナーゼ・基質相互作用機構の理解が大きく進み、また新規の活性調節ツールの候補も得られたことから、本研究はおおむね順調に進展していると考える。
    引き続き、キナーゼの基質認識機構の解析、キナーゼの活性調節・モニターツールの開発、およびシグナルネットワークの解析を行う。MYPT1については、Rho-kinaseとの相互作用インターフェースである3個のドッキングモチーフを同定・評価出来たため、KISS法で同定した他の基質について類似のドッキングモチーフが存在するか、検討する。また、Rho-kinase以外のキナーゼについても比較検討を行う。

  6. 新規心臓特異的プロテインキナーゼが修飾する生理機能の解明

    研究課題/研究課題番号:17K09571  2017年4月 - 2020年3月

    竹藤 幹人

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    担当区分:研究分担者 

    心不全は心ポンプ機能が破綻する臨床症候群であり、予後不良の重要な健康課題である。低分子量GTP結合タンパク質RHOAは細胞遊走や細胞増殖を制御し、その標的分子であるRHOA関連タンパク質キナーゼ(ROCK )はタンパク質の病理学的なリン酸化を引き起こし、心血管疾患と深く関連することが報告されている。プロテインキナーゼN(PKN)の機能は不明な点が多く、心不全におけるPKNの役割を明らかにした。
    本研究では、心筋特異的PKN1, PKN2欠損マウスが圧負荷やアンギオテンシンⅡに促進された心臓機能障害に抵抗性を示すことを証明した。PKNが、MRTFAのリン酸化によりMRTFAとG-アクチンの結合を阻害し、SRFを介した心肥大・線維化関連遺伝子を活性化することが機序と考えられた。PKNはMRTFAのリン酸化によりアクチン結合を介在し、心臓肥大・線維化を制御していることが証明され、心不全の新たな病態の解明、治療標的になることが示唆された。

  7. 個性の多様性を担保する遺伝子の解析

    研究課題/研究課題番号:16H06528  2016年6月 - 2021年3月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    星野 幹雄

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    担当区分:研究分担者 

    ヒトを含む哺乳類の脳は「臨界期」と呼ばれる時期にテストステロン刺激を受けると男性化し、その刺激を受けないと女性化する。しかし「臨界期」以前の脳の性分化機構についてはよくわかっていなかった。まず、膵臓や小脳の発達に関わるPtf1a遺伝子が「臨界期」より遥かに前の胎児期において視床下部と呼ばれる脳領域の神経前駆細胞で発現することを見出した。その領域でPtf1a遺伝子を破壊したノックアウトマウスを作製したところ、その脳は「臨界期」にテストステロン刺激を受けても男性化できず、その一方でテストステロン刺激を受けない場合でも女性化できないことが観察された。このことから、(1)脳の性分化(男性化または女性化)のためには、「臨界期」以前に「性分化準備状態」になる必要があること、そして(2)胎児期の視床下部Ptf1aが脳を「性分化準備状態」へと導き、その後の「臨界期」でのテストステロン刺激・非刺激によって男性脳・女性脳へと性分化させるということが明らかになった(Fujiyama et al., Cell Reports, 2018)。Ptf1aはそれらの中で最も早く働く最上流遺伝子であり、脳の性分化の最初期段階を明らかにしたとも考えられる。AUTS2遺伝子については、前年度に引き続き終脳特異的、小脳特異的コンディショナルノックアウト(cKO)マウスの解析を行った。また、前年度までに解剖学的解析をある程度終えていたが、本年度には行動解析(通常のふるまい、平衡感覚、社会性行動等)を行い、優位な変化を検出することができた。本年度は、前年度からの研究に引き続いて、ヒトのAUTS2ゲノム領域のBAC トランスジェニック(BAC-Tg)-LacZマウスを作成し、どのゲノム領域にどのようなエンハンサー活性があるか調べ、どんどんと絞り込むことができた。
    胎児視床下部において転写因子Ptfa1が脳を「性分化準備状態」へと導き、その後の臨界期におけるテストステロン刺激の有無に対応して、脳の男性化・女性化がもたらされるということを明らかにすることができた。これは、脳の性分化の最上流メカニズムを見出したということでもあり、また男性らしさ、女性らしさという個性表出の理解にもつながると思われる。人についての男らしさ、女性らしさというのは、マウスなどに比べると社会的要因も大きいとは思われるが、しかしこうした生物学的なバックボーンを見出したことは、個性理解について大きな貢献をすると思われる。
    AUTS2遺伝子については、前年度に引き続き終脳特異的、小脳特異的コンディショナルノックアウト(cKO)マウスの解析を行った。大脳皮質浅層ニューロンの数がなぜ現象するのか、海馬が縮小するのはなぜか、などのメカニズム解明に取り組んできた。また、行動解析(通常のふるまい、平衡感覚、社会性行動等)を行い、優位な変化を検出することができた。BAC トランスジェニック(BAC-Tg)-LacZマウスの解析については、今年度新たに5系統作製しており、おおむね順調である。様々な脳領域で発現する複数種類のエンハンサーを含むゲノムを同定した。その他、AUTS2がシナプスの数の制限に働くこと、その調節がうまくいかないと振る舞い(個性につながると考えている)に変化が生じること、などがわかってきた。
    以上から、おおむね順調に進展していると考える。
    脳の性分化機構についてはPtf1aの下流分子のに果たす機能について、さらに解析する。今後はBAC トランスジェニック(BAC-Tg)-LacZマウスの解析については、もう少し系統の数を増やして、そのエンハンサー領域の同定と絞り込みを行う。特に大脳皮質(しかも前側)、および小脳のエンハンサーの同定と絞り込みに努める。AUTS2の終脳特異的cKOマウスについては、Intermediate Progenitorの機能異常を見出しつつあるので、その機能解析を精力的に行う。この研究は、ヒトの脳の進化についても言及できるのではないかと考えている。小脳特異的cKOマウスについては、その解析が最終段階に入っており(小脳の縮小、シナプス形成異常、行動異常など)、その結果を論文として発表する。

  8. 血管老化におけるリポキシゲナーゼの細胞内局在制御システムの役割

    研究課題/研究課題番号:15K09451  2015年4月 - 2019年3月

    勝見 章

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    担当区分:研究分担者 

    我々はRho GTPaseをbaitとしたアフィニティクロマトグラフィーとそれに続くマススペクトロメトリー実験系を確立した。血小板細胞質分画のアフィニティーカラム精製の結果、既知のエフェクター (mDia, PKN1, Rho kinase, IQGAP2, Daam1等)に加えて、アラキドン酸リポキシゲナーゼ(ALOX)が活性型RhoAに結合することが見いだされた。RhoAとALOXの結合はDaam1を介していることが判明した。さらにALOXのLH2ドメインがDaam1のN末に結合することが明らかになった。以上の結果からALOXの細胞内局在にRhoAが関与していることが示された。
    アラキドン酸リポキシゲナーゼ(ALOX)とその下流の脂質メディエーターは動脈硬化、血小板凝集、慢性炎症、がんの進展などに関与する多機能蛋白である。ALOX下流の脂質メディエーターについては活発に研究が行われているが、上流の制御メカニズムについては殆ど報告がなされていなかった。当該研究ではLOXの細胞内局在をRho family GTPaseが制御しており、動脈硬化部位、免疫器官など多様な臓器に脂質メディエーターをリクルートする際にこの経路が重要であるという新たな知見を得た。

  9. 低分子量G蛋白質Rhoシグナルが関わる疾患の分子基盤の解明

    2011年4月 - 2013年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    天野睦紀

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    担当区分:研究代表者 

  10. 細胞増殖・分化に関わる蛋白質リン酸化酵素の新規基質スクリーニング法の開発

    2008年

    科学研究費補助金  特定領域研究,課題番号:20058012

    天野 睦紀

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    担当区分:研究代表者 

  11. Rhoファミリーシグナル伝達系分子を対象とした疾患関連遺伝子の探索と解析    

    2008年

    科学研究費補助金  基盤研究(C),課題番号:20590308

    天野 睦紀

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    担当区分:研究代表者 

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担当経験のある科目 (本学) 23

  1. 生体と薬物

    2020

  2. 生物学基礎II

    2020

  3. 生体と薬物

    2019

  4. 生物学基礎II

    2019

  5. 生体と薬物

    2018

  6. 生物学基礎II

    2018

  7. 生物学基礎II

    2017

  8. 生体と薬物

    2017

  9. 生物学基礎II

    2016

  10. 生体と薬物

    2016

  11. 生物学基礎II

    2015

  12. 生物学基礎II

    2014

  13. 生体と薬物

    2014

  14. 生物学基礎II

    2013

  15. 生体と薬物

    2013

  16. 生物学基礎II

    2012

  17. 生体と薬物

    2012

  18. 生物学基礎II

    2011

  19. 生体と薬物

    2011

  20. 生体と薬物

    2010

  21. 生体と薬物

    2009

  22. 生体と薬物

    2008

  23. 生体と薬物

    015

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